Вакуумный насос – это устройство для откачки газов и паров, создающее разрежение в замкнутом пространстве. Существует множество видов вакуум-насосов различного назначения.
Для создания неглубокого вакуума широко применяются вакуум-насосы жидкостно-кольцевого типа. Посмотрим, как они устроены.
Жидкостно-кольцевой насос (ЖКН) – это один из видов газовых насосов, рабочий объем которого изменяется при эксцентричном вращении пластинчатого ротора.
Рабочее колесо насоса с лопатками - крыльчатка эксцентрично вращается вокруг оси неподвижного статора. Перед запуском насос частично заполняется жидкостью, уровень которой должен доходить до центра вала насоса. Крыльчатка, вращаясь отбрасывает жидкость от центра статора на периферию, создавая вращающееся жидкостное кольцо.
Так как крыльчатка вращается эксцентрично, между лопатками образуется область, объем которой сначала увеличивается, а затем уменьшается.
В крышку насоса вставляется распределительный диск с двумя серповидными пазами. Зазор между рабочим колесом и распределительным диском должен составлять не более 0,2 мм.
Область увеличения объема через большой паз соединяется со всасывающей линией насоса. А область уменьшения объема через малый паз – с нагнетательной линией.
Таким образом работает объемная машина, которая сначала засасывает газ из приемного патрубка в область увеличения объема, а затем нагнетает его из области уменьшения объема в напорный трубопровод.
ЖКН обычно приводятся в действие асинхронными электродвигателями.
В жидкостно-кольцевых насосах в качестве уплотнительной жидкости, которую также называют жидким герметиком, может использоваться любая жидкость, соответствующая технологическому процессу.
Степень вакуума, которую может создать ЖКН зависит от давления насыщенных паров жидкости при рабочей температуре.
Разрежение достаточное для дегазации бурового раствора в камерах буровых дегазаторов должно поддерживаться на уровне 0,02 - 0,05 МПа. Оптимальным герметиком жидкостно-кольцевых насосов для таких степеней вакуума является вода. Поэтому разрежение в буровых дегазаторах создают водокольцевые вакуумные насосы (ВВН).
Подробнее о буровых дегазаторах читаем статью: «Буровой дегазатор».
В процессе работы ВВН некоторое количество воды попадает в напорную линию. Поэтому ВВН оборудуется системой водопополнения.
Главными достоинствами водокольцевого насоса является простота конструкции, высокая устойчивость к загрязнению и отсутствие пар трения, так как лопатки ротора при вращении не соприкасаются с поверхностью статора.
А изобрел жидкостно-кольцевой вакуумный насос американский инженер и изобретатель Льюис Х. Нэш (Lewis H. Nash), который был запатентован им в 1914 году.